Перевірка механічної характеристики на жорсткість.

Відношення постійних втрат до змінних:

         X_k = ℓ /q, де:

ℓ - постійні втрати;

q – змінні втрати.

Для верстатів легкої групи:

Х_к = 1; q = ℓ;

               Для верстатів середньої групи:

Х_к = 1,5; q = ℓ / 1,5;

                                                   

               Для верстатів важкої групи:

Х_к = 2; q = 0,5ℓ;

                 

Момент холостого ходу визначаємо за формулою:

                         М_хх = ℓ • М_ном

Визначаємо ковзання, що відповідає холостому ходу:                                                                  

 

              

О берти холостого ходу розраховуємо за формулою:

n _хх = n ₀ (1 – S _хх),

а кутова швидкість буде дорівнювати:

ω _хх = π n _хх / 30

Зміна навантаження на валу двигуна від холостого ходу до номінального навантаження:

 

Перевірка двигуна на перевантажувальну здатність.

Якщо з двигуном використовується редуктор то необхідно враховувати його передаточне число:

 , де:

     n _дв –номінальні оберти двигуна;

n _шп – мінімальні оберти ріжучого інструменту згідно завдання.

       Тоді момент, приведений до валу двигуна:

М_пр. = ί ∙ М_{макс.різ.}

Для нормальної роботи верстата повинна виконуватись умова, що:

  , де

  0,81 – коефіцієнт, що враховує зниження напруги заводської мережі на 10 %,

            М_{макс.різ.} – максимальний момент різання згідно завдання,

            М_н – номінальний момент двигуна.

 

Як правило, двигун головного приводу вибирається з синхронною частотою

обертання n₀, яка є найближчою до обертів шпинделю.

 

                                                                

 3. Визначення потужності допоміжних приводів і приводів подачі.

Допоміжні приводи верстатів (швидке переміщення супортів, бабок, поперечин і т. д.) звичайно працюють в короткочасному режимі навантажень.

Тривалість роботи допоміжних приводів не перевищує 5 – 10 с. За цей час при перевантаженнях в допустимих межах двигун не встигає нагрітися навіть до нормального нагріву. Тому номінальна потужність двигунів в даному випадку визначається тільки за умовами перевантажень.

Потужність двигуна подачі витрачається на подолання сил тертя і зусилля на подачу інструменту або заготовки.

Потужність (кВт), що витрачається на подолання сил тертя:

      а) - при горизонтальному переміщенні механізмів:

Р_тер = F _тер V 10^-3 = G _пр μ V 10^-3, де

F_тер – сила тертя, Н,

V – швидкість, м/с,

G _пр – сила тяжіння (вага) пристрою, Н,

                         μ – коефіцієнт тертя руху (для сухого тертя 0,08¸0,18)

 

б) - при вертикальному переміщенні механізмів:

В даномувипадкупотужність двигуна витрачається на подолання сил тертя і сил ваги механізму, який пересувається приводом.      

    Р_тер.в.= G _пр × (1+2 a × m) × V × 10 ^{- 3}, кВт, де

          a = L/ℓ, де ℓ - довжина затискної частини,

          L – відстань від центру ваги механізму до осі колони або стійки.

  в) - розрахункова потужність двигуна допоміжного приводу:

Р_р.д. = Р_тер / λ ₁ η _п

η _п – ККД передачі, визначається по кінематичній схемі верстата                  

                   (η_п = 0,2 …0,4) – для редукторів допоміжних приводів і приводів подачі.

              λ ₁ = 0,85 • М_мах / М_ном. (0,85 – коефіцієнт, що враховує зношення механізму 

                                                                         та інструменту).

г) - розрахункова потужність двигуна приводу подачі:

                          Р_р.п.= (Р_тер+ Р_п)/ η

Р_п = (0,01¸0,02)×Р_різ – для токарних і свердлильних та (0,02¸0,03) ×Р_різ,- для фрезерних.   

Перевірка перевантажувальної здатності двигуна. Для цього визначаються:

   Початковий пусковий момент (Н•м) вибраного двигуна:

                        

  Номінальне ковзання:     

                                                      

Момент сил опору при пуску при коефіцієнті тертя спокою μ₀:   

m ₀ / m - складає 1,05¸1,1

ω = π n₀ / 30 – синхронна кутова швидкість двигуна.

Р_тер, кВТ.

Якщо виконується умова: 0,85 М_поч  > М_со, то двигун вибрано правильно.

Для вибраного двигуна будується механічна характеристика аналогічно двигуну головного приводу. Механічна характеристика двигунів приводу подачі перевіряється на жорсткість.

4. Розрахунок потужності та вибір двигунів насосних станцій охолодження та гідросистем.

  

Потужність двигунів для приводу відцентрових насосів охолодження розраховується за формулою: , кВт, де                                   

 

                ρ – густина охолоджувальної рідини (вода – 1000 кг/м³);

  ЗОР – 850 … 950 кг/м³ )

Н_с – висота напору. Приймається виходячи з габаритних

    розмірів верстата (ширина, висота, довжина)

ΔН – втрати напору, приймаються 10 – 15 % від Н_с

η_н – ККД насосу (η_н = 0,6 … 0,75)

η_пер – ККД передачі (η_пер = 1)

К_з – коефіцієнт запасу 1,1 …1,3

g – прискорення вільного падіння (q = 9,81 м/с²)

Q – продуктивність насосу, м³/с.  

                    Q = Q₁+ к_п×Р_різ, де

           Q₁ –витрати ЗОР на видалення стружки, (Q₁ =0,16¸0,66)×10^-4, м³/с.

              К_п –коефіцієнт продуктивності, к_п =(0,33¸0,96)×10^-4 м²×с²/кг

 

Розрахунок потужності двигуна гідронасосу.

На металорізальних верстатах, які мають гідравлічний привод, використо –

вуються насосні станції з приводом від асинхронних електродвигунів з

короткозамкненим ротором, потужність яких розраховується за формулою:

                            , кВт, де

              Q – продуктивність гідронасоса, м³/с,

                Н –тиск робочої рідини в гідросистемі, Па,

                К_з – коефіцієнт запасу, К_з= 1,2—1,3,

                h _н –ККД насосу = 0,75—0,88,

                h _п  -ККД передачі (визначається по кінематичній схемі).

 

                                                     

5. Електропривод і схеми керування токарними верстатами.

Електроустаткування токарно-гвинторізного верстата 1К62.

Токарно-гвинторізний верстат 1К62 являється верстатом нормальної точ –

ності має широке використання в механічних цехах і ремонтних майстернях

в умовах індивідуального та малосерійного виробництва (зовнішній вигляд на рис. 2.9.).

Основні технічні дані:

- найбільший діаметр виробу – 400 мм;

- найбільший діаметр прутка – 45 мм;

- відстань між центрами – 1000 мм;

- кількість ступенів коробки швидкостей ГП – 23 (12, ¸ 2000 об/хв.);

- двигун ГП – асинхронний з КЗР, 10 кВт, 145 рад/с;

- включення і реверсування ГП механічне (фрикційною муфтою);

- привод подачі – від двигуна ГП через коробку подач;

- електроживлення від цехової 3 ^х фазної мережі 380 В, 50 Гц.

      Електрична схема.

                                                                                                 

                                                                                             

 

           КМ1

 

   

   

 

                                                                            Рис. 2.14. Схема електрична принципова                 

                                                                                 токарно-гвинторізного верстата 1К62.

Електроустаткування верстата призначене для забезпечення технологічного процесу токарної обробки деталей, тобто для забезпечення необхідних параметрів різання механізмами, рухомими електроприводом, роботу якого за –

безпечує схема керування.

 

Склад схеми.

Силова частина:

- М1 – електродвигун ГП;

- М2 – електродвигун насосної станції охолодження (НО);

- М3 – електродвигун насосної станції гідросистеми (НГС);

- М4 – електродвигун швидких переміщень супорта.

- TV1 – понижуючий трансформатор кіл керування і місцевого  

           освітлення;

- EL – лампа місцевого освітлення;

- SA1 – ввідний вимикач.

Схема керування:

- SB1 – кнопка відключення ГП (М1), насосної станції НГС (М3) і живлення М2 (НО);

- SB2 – кнопка включення ГП, насосної станції ГС і подачі живлення на М2 (НО);

- SA2 – вимикач НО;

- SA3 – вимикач місцевого освітлення;

- SQ1 – кінцевий вимикач рукоятки керування ГП;

- SQ2 – кінцевий вимикач рукоятки керування М4;

- КМ1 – контактор керування двигуном М1;

- КТ – реле часу обмеження роботи М1 на холостому ході;

- КМ2 – контактор керування двигуном М4.

  Апарати захисту:

- FU1 – запобіжники ввідного кола;

- FU2 – запобіжники в колі двигуна М4 і трансформатора TV1;

- FU3 – запобіжники в колі двигунів М2, М3;

- FU4 – запобіжник в колі лампи місцевого освітлення;

- FU5 – запобіжник в колі керування;

- КК1, КК2, КК3 – теплові струмові реле двигунів М1, М2, М3.

  Робота схеми.

Напруга на верстат подається включенням пакетного вимикача SA1. Коло керування отримує живлення від вторинної обмотки роздільного трансфор –

матора TV1 з вторинною напругою 110 В, що підвищує надійність роботи апаратів керування і захисту персоналу від враження електричним струмом. Пуск двигуна М1 виконується натисканням кнопки SB2, при цьому вмика – ється контактор КМ1 і головними контактами під`єднає статорну обмотку двигуна до мережі, а допоміжними контактами блокує пускову кнопку.     

Одночасно пускаються двигун НГС і двигун НО (якщо ввімкнутий SA2).Включення шпинделю виконується рукояткою керування фрикційною муфтою. При встановленні рукоятки в середнє положення (“виключено”) шпиндель відключається; одночасно натискається кінцевий вимикач SQ1, який вмикає реле часу КТ. Якщо пауза в роботі перевищує 3 ¸ 8 хв, то КТ

розриває коло КМ1 і двигун М1 відключається, тім самим обмежується час роботи двигуна на холостому ході (з низьким значенням cos j).

Керування механізмом швидкого руху супорту виконується рукояткою на фартуху верстата. При повороті вона натискає кінцевий вимикач SQ2, його контакт замикає коло котушки контактора КМ2, який вмикає двигун М4 і тім самим здійснюється швидкій відвід супорту. При повертанні рукоятки у ви –

хідне положення привод зупиняється.

Лампа місцевого освітлення живиться від окремої вторинної обмотки TV1 з напругою 36 В. (при напругах 12, 24 та 36 В в якості другого провідника викорис –